邵长高 梁建 陈宏文 曾文娟
（广州海洋地质调查局 广州 510760）
第一作者简介：邵长高（1983—），男，硕士，主要研究方向：3S技术在资源调查和生态环境动态监测、数字海洋中的应用和开发。E-mail:zkyscg@ yahoo.com.cn。
摘要 传统矿产储量计算模型基于欧式测量，应用于小比例尺海洋矿产储量计算时存在精度差的问题，论文通过对WGS1984投影、墨卡托投影、兰勃托投影以及阿尔伯斯投影等特性的研究，提出将矿产实体进行切片处理，计算切片间矿物实体的体积累加和的方法，实现了海洋小比例尺地图投影下储量的精确量测及体积计算，系统地论述了在不规则地球椭球体下如何实现海洋矿产储量计算，为我国海洋资源探测和军事战略方面提供基础服务。
关键词 海洋量测 地理信息系统 地图投影 储量计算
1 前言
近年来资源勘探已经覆盖大部分陆地区域。越来越多的国家把目光投向海洋。海洋作为一个巨大的能源和资源宝库在国民经济、军事战略等的重要性也日益显现。各个国家竞相制定海洋科技开发规划、战略计划，优先发展海洋新技术[1]。海洋研究成为一个热点，技术的革新也日新月异。
由于海洋是一个大面积的区域，其与陆地的资源勘探技术存在较大区别，尤其在大范围海洋区域的矿产储量计算方面区别甚大。地球是一个不规则的椭球体，采用传统基于平面的欧式测量方法进行小比例尺海洋地图测量时，由于地图投影等方面的原因将会导致变形，严重影响储量计算的精确度[2]。包括欧洲石油勘探组织在内的国内外机构为了消除这种影响建立了一系列的投影转换公式。这些投影转换应用到二维投影当中一定程度上提高了地图量算的精确度。但是对于地球变形引起三维储量计算方面的误差目前并未提供行之有效的方法。本文在前人研究的基础上通过引入基于投影转换的方法，通过对WGS1984投影、墨卡托投影、兰勃托投影以及阿尔伯斯投影等特性的研究，提出将矿产实体进行切片处理，计算切片间矿物实体的体积累加和的方法，实现了海洋小比例尺地图投影下储量的精确量测及体积计算，系统地论述了在不规则地球椭球体下如何实现海洋矿产储量计算，为我国海洋资源探测和军事战略方面提供基础服务。
2 海洋投影概述
我国的海洋基本比例尺地形图中，海区小于1:50万的地形图多用等角正轴圆柱投影，又叫墨卡托投影（Mercator）[1]。现在我国企事业单位科研人员用的海图大部分为墨卡托投影。但是在海洋小比例尺下计算矿物储量时必须消除墨卡托投影引起的地图变形误差。论文引入了阿尔伯斯投影，利用其在投影变换中面积不变的特性计算储量来消除误差。在矿物深度方向上，切片间距离值取深度值的差值。
3 技术路线
海洋大面积矿产实体，跨度大，地图投影变形明显，形状不规则，因此大大增加了计算储量的难度。论文引入切片技术把矿产实体切成实体面，利用切片间实体的累加和计算实体面之间体积的总和即得矿产实体储量。示意图（图1）如下：
图1 矿物实体切片Fig.1 The slice of the mineral reserve
图1中海洋矿物实体被分割为n个切面，切面间体积和相加即为整个实体的体积。当n趋向于无穷大时则与实际体积越接近。n的值取决于实测数据的精度，也就是经纬度和深度的值的精度。
3.1 数据预处理
3.1.1 数据来源
1）多波速水深数据：多波束数据经常应用于湖泊盆地等的体积运算。多波束水深其工作原理是通过声波发射与接收换能器阵进行声波广角度定向发射、接收，通过各种传感器（卫星定位系统、运动传感器、电罗经、声速剖面仪等）对各个波束测点的空间位置归算，从而获取在与航向垂直的条带式高密度水深数据[6]
2）地震剖面数据：海洋矿产储量数据主要来自海洋地震剖面断层数据。地震勘探方法是在地面上布置一条条的测线，沿各条测线进行地震施工采集地震信息，然后经过电子计算机处理就得出一张张地震剖面图。经过地质解释的地震剖面图就像从地面向下切了一刀，在二维空间（长度和深度方向）上显示了地下的地质构造情况（图2）[7]。海洋地震剖面中可以根据断层的层位读取炮点号，并结合导航数据读取矿产储层的坐标数据。
图2 二维地震剖面示意图Fig.1 Two dimensional seismic data
3.1.2 数据入库
从多波束或者地震剖面中提取出的位置数据，数据整理按照如下数据库格式入库：
表1 矿物储量数据结构 Table.1 The data sheet of the mineral reserve
表中数据的经度、纬度需存储经投影转换处理后变成的阿尔伯斯投影数据。
3.2 切面面积计算
3.2.1 切面绘制
运用sql语言搜索深度相同的多边形的边界值，绘制切面。方法为：
1）用sql语言搜索出数据库数据中深度值相同的数据。
2）取所有数据中一个特定数据（a1,b1），此数据需要位于所有坐标值（ax,bx）之间。
3）从（a1,b1）的0度角开始逆时针计算两者之间距离值L=sqrt[（b2-b1）2+（a2-a1）2]。同时计算角度差。如果过角度差相等则取L值较大的点。
4）把所有3）中取出数据连接成多边形即为此切面。
3.2.2 切面计算
为了保持面积计算结果不受地球椭球体影响需要将墨卡托投影转换为阿尔伯斯投影。墨卡托投影转阿尔伯斯投影在ArcEngine下方法如下[4]:
Dim pPoint As esriGeometry.IPoint
Set pPoint=New Point
pPoint.PutCoords mx,my
Set pPoint.SpatialReference=pSpRef2
pPoint.Project pSpRef1‘此处先实现由墨卡托投影到WGS1984投影中
lon=pPoint.X
lat=pPoint.Y
Set pPCS=pSpRFc.CreateProjectedCoordinateSystem（esriSRProjCS_NAD1983USA_Albers）
Set pSpRef2=pPCS
pPoint.Project pSpRef2‘实现由WGS1984投影到阿尔伯斯投影的转换
lon=pPoint.X‘lon即为在阿尔伯斯投影中的经度值
lat=pPoint.Y‘lat即为阿尔伯斯投影中的纬度值[4’
ArcEngine是目前地理信息系统处理方面比较流行的二次开发工具。墨卡托投影转化为阿尔伯斯投影时，每一个坐标点均要做转换，通常是采用W GS1984投影作为中间转换投影。先将墨卡托投影转化到WGS1984投影，然后将转化来的WGS1984投影转化成阿尔伯斯投影。
阿尔伯斯投影最大的特点是投影前后面积保持不变，本文采用质心量算法进行面积计算，具体步骤是先寻找多边形的质心，然后由质心到各多边形顶点引直线，最后把每个多边形的面积相加即得结果。计算步骤如图3[4]。
方法为[4]:
1）首先遍历数据库，读取数据库中高程相等数据的坐标值组成平面多边形。找出多边形质心。
2）连接多边形每个点与质心。
3）计算每个小多边形的面积然后相加。S=s1+s2+s3………。其中S表示多边形面积，s1、s2、s3等表示小三角形面积[4]。
设L为边长，L两端点坐标值为（a1,b1），（a2,b2）。如图4所示：
则：L=sqrt[（b2-b1）2＋（a2-a1）2]
每个小三角形面积计算源代码为[4]:
s=（L1+L2+L3）/2
S=sqrt[s＊（s-L1））＊（s-L2）＊（s-L3）]
图3 多边形的面积量算[4]Fig.3 Area measurement of the polygon
图4 每个小三角形面积计算Fig.4 The calculation of every triangle
此处S值即为切面面积。切面面积的计算结果考虑了地球椭球体引起的误差更接近实际值。
3.3 切面间体积计算
将矿物实体分割切片后其中每个切面间体积v的计算模拟梯形计算模式，S上为上切面面积，S下为下切面面积，h为切面间高度差。如图5所示：
图5 单个切面实体Fig.5 Single slice object
则切面间体积v＝（S上＋S下）h/2。图1和5中当切面数n趋向于无穷大时，切面1和切面2之间的面积差值越小，相应的两个多边形的形状也就最接近，h值也就最小。此时可以得到误差较为小的切面体积计算结果。
3.4 矿物储量计算
将矿产实体分割成n个切面后，每个小切面的体积的累加和即为整个矿产实体的储量。切面数n的值越大所切割的体积个数越多，则切面值越接近实际值。体积值V即是每个小切面间体积v的累加和。
南海地质研究.2010
式中：V即为整个矿物储量。它累加了所有的切面间实体的体积之和，切面间实体的个数取决于n的大小。当n趋向于无穷大时最接近实际值。
4 结语
本文介绍了基于投影转换的海洋小比例尺矿产储量的计算方法，同时提供了基于Ar-cEngine的投影转换方法。矿产储量的计算模式不同于传统的计算模式，关键在于考虑到了小比例尺下由于地球椭球体变形引起的误差。所以论文引入了投影变换的方法，从一定程度上降低了地球的不规则性引起的误差。但是此方法只适应于固体矿产的储量计算，对于石油、水合物等的储量计算只能做体积计算的一个参数。
参考文献
[1]单宝强，毛永强.GIS中的坐标系定义与转换[J].黑龙江国土资源，2005,11,38～39
[2]欧洲石油勘探组.Coordinate Conversions and Transformation including Formulas[M].国际石油技术软件开放公司，2008
[3]苏国辉，戴勤奋，魏合龙.海洋地质数据库数据的存储结构[J].海洋地质动态，2003,19（6）:5～7
[4]邵长高，谭建军等.海洋小比例尺地图精确测量及计算方法[J].地理与地理信息科学，2009,25（2）:42～45
[5]
[6]
[7]
Method of Precise Measurem ent and Calculation of Small Scale Mineral Reserve Calculation
Shao Changgao,Liang Jian,Chen Hongwen,Zeng Wenjuan
（Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510760）
Abstract:To the small-scale map in ocean mine reserve field,the traditional measurement method computes the reserve with a relatively coarse precision.In order to improve that,a new method has been provided in this study,which uses Arc Engine technology to finish the conversion between different projections and measure the earth's area as well as other information precisely.And then cut the mine reserve object into several pieces,so we can calculate the volume of the reserve by summing every piece.The different projections,such as WGS1984,Mercator,and Albers,also have been discussed,which can provide a good service for the military strategy and exploration of ocean resources.
Key words:Ocean measurements,GIS,Map projection,Reserve Calculation
采矿工程毕业设计论文
采矿工程是一个国家的重要产业,采矿工程直接关系到国家资源、能源的正常供应和使用安全。以下是专门为你收集整理的采矿工程毕业设计论文，供参考阅读！
采矿工程方法优化研究
【摘要】采矿工程中的许多方法都是可以优化的，比如采矿工程中的开拓系统和采矿方法。这些方法优化问题，由于决策变量众多，并且不同情况的所起的作用不同，导致多数问题都是复杂的非线性化问题，不仅如此变量之间的联系有时很难用确切的数学模型或者数学表达式表达出来。因此我们考虑到可以利用计算机技术和人工智能的技术来实现采矿工程中方法的优化问题，比如遗传算法，神经网络等，本文从上述几种技术角度，结合实际例子探讨了采矿工程方法的优化问题。
【关键词】采矿工程;优化;采矿方法
采矿工程中的许多问题的决策和方法的优化，都是多决策变量问题。以往对这种问题的处理方式都是采用单一变量法，即采用固定其他变量使其值保持不变，通过变化某一变量来探索这一变量对目标函数或目标问题结果的影响，从而找出最优解。虽然这种方式大大简化了这种多变量问题的求解方式，但是它忽略了各个变量之间的相互关系，以及他们之间的相互作用对最终结果的影响，因此所得的结果并不是真正的最优值。为了求得真正的最优解，需要同时改变各决策变量，探索他们在这种情况下和目标的关系以及的对目标结果的影响，从而找出综合最优值。
1、优化方法
1.1遗传算法的定义
遗传算法是一种自适应优化的方法。这种方法基于生物进化的原理，它模拟了生物进化的步骤，将繁殖、杂交、变异、竞争和选择等概念引入到算法中。[1]通过对一组可行解的维持和重新组合，在多决策变量共同作用的条件下，改进可行解的移动轨迹曲线，最终使它趋向最优解。这种方式是模拟生物适应外界环境的遗传变异机理，克服了传统的单决策变量法容易导致的局部极值的缺点，是一种全局优化算法。
1.2神经网络的定义
人脑思维方式的一大特点就是：通过多个神经元之间的同时的相互作用来动态完成信息的处理。人工神经网络就是模拟人脑思维的这种方式，通过计算机来完成一个非线性的动力学系统，可以实现信息的分布式存储和并行协同处理。
1.3遗传算法与神经网络协同优化
由于采矿工程的问题很难用一个显式来表示，所以我们可以利用人工神经网络强大的非线性映射能力建立决策变量和目标函数的关系，实现对问题的显式化，然后用遗传算法对这个目标函数的决策变量进行搜索和寻优，搜索到后就输入之前已经建模好的神经网络，网络将自动进行学习和匹配，从而我们可以计算出目标函数对该组决策变量的适应性，然后根据适应性进行遗传变异操作，反复多次后即可寻得最优解。
2、优化实例
2.1遗传算法在矿石品位优化中的应用
遗传算法是由原始数据，模拟优胜劣汰的方式通过反复迭代获得最优解，在这里实质上是随机生成一组矿石品位，利用自适应的技术调整品位，经过反复迭代计算，逐步逼近最优解。
(1)编码：用定长字符代表遗传中的基因，在这里表示某种特定品位，编码顺序依次为边界品位、最小工业品位、原矿品位和精矿品位。[2]
(2)初始群体：每次迭代的初始群体由上一次迭代生成，第一次的初始群体随机生成，每个群体包含的个体数确定。
(3)适应度：自然界中的适应度是生物个体对自然界的适应程度，适应度大，那么它存活下来的可能性就大。类似的这里的适应度是衡量个体优劣的指标，可以驱动遗传算法的优化，本例中的适应度取不同品位的矿石所能取得的净现值。
(4)复制和交换：根据达尔文进化论，适应性强的个体容易生存下来，那么他们的有利性征就被保留了，同样的不利性征就被淘汰了，适应性强的个体他们的后代跟他们的相似度会比较高，在遗传算法中可以用复制来代表这一部分;交换就是指上一代多个个体的部分基因相互置换产生新个体。
(5)突变：遗传算法中产生新个体的又一手段，通过求补运算完成。
(6)终止条件：遗传算法是迭代运算，在迭代到符合某一要求时停止，一般都是当群体的平均适应度或最大适应度变化平稳时，迭代终止。
2.2采矿工程优化实例
本处选择山东莱芜铁矿施工时的填充材料刚度与采场结构参数的优化问题来说明一下神经网络和遗传算法的具体应用。
山东莱芜铁矿谷家台矿区矿体赋存于大理岩与闪长岩的.接触带中，上部为第四系和第三系所覆盖，全部为隐伏矿体，矿脉地理结构十分复杂。[3]上部有河流流过，虽然河流和矿带之间有第三系的红板岩，但是由于局部天窗的分布，导致水层和第四系砂砾石层和灰岩层接触，隔水效果不好。由于灰岩层的含水性，导致这部分成为承压含水层。复杂的地质背景给开矿带来了巨大的难度，为了实现不改河、不疏干、不搬迁、不塌陷、不还水的“五不”方针，最终决定的开矿方案是采用矿体近顶板大理岩注浆补漏堵水措施与阶段空场嗣后胶结充填采矿方法相结合的综合治水方案。制约这一方案顺利实施的两个重要因素就是充填材料刚度与采场结构参数的优选问题。
设矿房宽度为Bf，填充体刚度为EC，бt为上盘出现的最大拉应力。推测得出：从安全性角度考虑，矿房宽度Bf越小，填充体刚度EC越大，则上盘出现的拉应力越小，施工越可靠;从经济型角度考虑，矿房宽度越大，填充刚度越小越经济，可以看出两者是相对的，我们要在这之间找一个最佳匹配值。使得上盘出现的拉应力小于但又接近于大理岩的抗拉强度。
先通过神经网络建立决策量Bf、EC和目标бt的映射关系，然后用遗传算法搜索最佳匹配，得到结果Bf=21.256m，EC=396.6MPa，бt=-1.9297MPa，最后进行的结果的合理性验证，表明这个结果是令人满意的。
3、结论
作为现阶段比较先进的计算智能和人工智能技术，遗传算法和神经网络着重于通过迭代算法和非线性映射来求得问题的最优解。由于绝大多数矿场的复杂条件导致采矿工程中的许多问题和方法的决策存在众多的决策变量，并且多数变量和目标量的关系都是非线性的，这些特点使得遗传算法和神经网络等现代先进智能技术能很好的运用到采矿工程的优化中去，通过文章研究和实例证明，对于采矿工程的方法优化，遗传算法和神经网络能起到很好的效果，随着这些技术的进步，他们将会为采矿工程的优化方面提供更有力的帮助。
参考文献
[1]李云，刘霁.神经网络与主元分析在采矿工程中的应用[J].中南林业科技大学学报，2010，30(6)：140-146.
[2]张磊，柴海福.浅谈人工神经网络在采矿工程中的应用[J].学术探讨，2008，(6)：172.
[3]刘加东，陆文，路洪斌.浅谈采矿方法的优化选择[J].IM&P化工矿物与加工，2009，(1)：25：27.
就矿找矿理论浅析
摘要:在老矿山深部及外围开展就矿找矿,是解决危机矿山资源、增加地质储量的重要途径。
阐述了就矿找矿工作的性质和特点,指出了成矿系列理论、成矿系统理论、矿床模型理论、丛聚理
论、构造等距分布理论、带状分布理论、侧伏理论等是指导就矿找矿的重要理论基础,并举例对就矿
找矿理论的应用进行了分析。
关键词:就矿找矿;危机矿山;成矿预测;预测理论
经过几十年大规模找矿,在中国东部和中部地
区,大部分直接出露地表的矿产和容易识别的矿产
几乎全被发现,新矿床的找矿难度极大。另一方面,
地质勘查资金又严重不足。就当前这种情况而言,
要提高找矿效果,自觉地实行“就矿找矿”具有重要
现实意义。对1970年以来世界发现的65个金矿床
所涉及的勘查理论与方法统计,其有效性顺序为:地
球化学方法、地质填图、就矿找矿、地球物理方法。就
矿找矿即在老矿区深部及外围找矿,在已发现的65
个金矿床中有38个是就矿找矿的结果,占58%。由
此可见,开展就矿找矿,发现新的矿床、矿体,增加储
量,可以延长矿山企业的服务年限,并充分利用己建
矿山企业的生产能力,具有重要意义。
1 就矿找矿工作的性质与特点
就矿找矿工作的核心任务是在已知矿床的深部、
外围开展矿体预测工作,即在一定预测理论指导下,
利用有效的预测方法和技术,预测工业矿化地段或矿
体赋存的空间位置、形态与矿化强度等特征,为勘查
工程验证提供依据。其工作区范围一般在几平方公
里至几十平方公里内。因此,就矿找矿是一项复杂的
科学系统工程,属于大比例尺成矿预测范畴[1]。
就矿找矿具有一定的科学依据。因为从成矿地
质理论上分析,一个矿床的形成是多种地质因素综合
作用的结果。金矿床的存在绝非是一种孤立的地质
现象,而是与其周围地质环境有一定的内在的有机联
系。能够形成该矿床的多种综合地质作用在地壳某
一地区出现,通常在空间上有一定的广度和深度,而
往往不会局限于一个极小的仅仅相当于矿床的空间
范围之内,这就是相似的矿床常常在一个地区内成群
出现、成带分布的原因。因此,在已知矿床,特别是在
大型矿床附近类似的地质环境里,采用新理论、新技
术、整合找矿手段,综合分析并综合预测,在地表和浅
部附加值高的矿产大多已经发现和开采的基础上,注
重寻找中深部隐伏矿体,已成为开拓地质找矿新领域
的必然趋势。
现代地质科学的发展进步为就矿找矿提供了不
竭的思想理论源泉。日臻完善的各种找矿技术方法
的应用,使其可能收到良好的效果。另外,就矿找
矿有一个已知矿为基础,交通、生活一般较新区方
便,更有利于地质勘查工作的组成和实施。就矿找矿
要以一定的勘查找矿理论为指导,从某种意义上讲,
就矿找矿是运用许多地质专家总结出的一系列反映
矿床空间组合的理论,来指导找矿。下文着重就当
前的就矿找矿理论进行分析讨论。
2 就矿找矿理论浅析
2. 1 矿床成矿系列理论
成矿系列的核心是把成矿过程的四维空间作为
一个完整体系来考虑,研究成矿作用在四维空间中的
规律,其从系统论的观点出发,研究一个区域中与一
定成矿事件有关的,在不同演化阶段、不同控矿条件
下形成的各类型矿床之间的相互关系,研究这些矿床
的总的区域地质构造背景及其发展历史,研究各种控
矿因素(构造、沉积、岩浆、变质等)的相互联系和相
互作用。因而将传统矿床学着重对单一类型、单一成
因、单一模式的研究提高到区域的、综合的、历史过程
的研究[2, 3]。
成矿系列是矿床学理论研究与矿产勘查实践之
间的桥梁,具有科学预见性和较高的实用价值;根据
每一个成矿系列所包含的不同类型矿床在空间上或
时间上相伴生的特点和相似地质背景条件下可大致
重复出现的规律,当在一个地区发现某种矿床类型
时,即可根据成矿系列理论寻找属于同一成矿系列的
其它类型矿床;利用两个成矿系列和两个端元矿床之
间的过渡性规律,可能发现过渡类型矿床;利用成矿
系列,可对该区的资源潜力作出全面评价,从而提高
成矿预测的综合预见性;突破单一矿种,如金、铜、铅、
锌即是一个成矿系列,可互为找矿标志。
如与花岗闪长岩有关的铜金矿床,因岩浆侵入就
位的地层和构造条件不同,因而产出多种多样的矿床
类型:围岩为碳酸盐岩时易生成矽卡岩型矿床;在硅
铝质围岩中易形成斑岩型矿床;在含沉积黄铁矿层的
碳酸盐建造中经岩浆-热液叠加改造形成层控-矽
卡岩型矿床。而在超浅成部位,则可形成角砾岩筒型
和热液脉型矿床。当具备适宜的构造时,这类中酸性
岩浆和有关热液有可能喷出地表,生成海相喷流型和
陆相火山岩区的铜金多金属硫化物矿床。上述各类
型矿床在成因上密切相关,在时间上依序发展,在空
间上共(伴)生产出,构成在浅表环境中与中酸性岩
浆-热液活动有关的铜-金(多金属)成矿系列。在
对成矿环境和控矿因素有基本了解的前提下,这个系
列中的各矿床类型(矽卡岩型、斑岩型等)可以互为
找矿标志。就矿种而言,铜、金矿也可以互为找矿标
志。
2. 2 成矿系统理论
成矿系统概念中包括了成矿的地质环境、控矿要
素、成矿作用过程、成矿产物(矿床系列和异常系列)
及矿床形成后的变化与保存等,几乎涵盖了有关成矿
学的基本内容。体现了矿床形成有关的物质、运动、
时间、空间、形成、演化的统一性、整体性和历史
观[4]。
其对矿产勘查的指导作用表现在:成矿系统分析
从事物的联系性和整体性出发,将复杂的成矿作用以
系统思路贯穿起来,将成矿的环境、背景、要素、作用、
过程、产物、异常和演变等作为一个自然作用的整体
加以研究,全面认识成矿动力学机制、成矿形成演变
历史过程和矿床的时空分布规律。以一个成矿系统
所形成的矿床系列(组合)作为找矿的总体目标,预
测和发现新的矿种和矿床类型;以一个成矿系统中所
形成的异常系列(组合)作为找矿的整体目标,有利
于建立起区域找矿的战略眼光,这就增强了找矿工作
的主动权,与“单打一”的找寻单个矿种和矿床类型
相比,更有利于提高找矿命中率。从矿化网络(包括
矿床、矿点和各种异常)入手逐步缩小靶区,强调异
常系列在找矿勘查中的重要作用(矿化网络是进行
区域找矿的总体对象)。由于矿致异常一般比矿体
占有更大的空间,能显示更多的成矿信息,因此常是
有效的找矿标志。充分运用地质成矿理论,全面研究
矿床形成条件和保存条件,区分和筛选这些有关异
常,逐步地缩小找矿靶区,可以达到发现新的矿床目
的。
2. 3 矿床模型理论
矿床模型理论是指通过一批典型矿床研究,获取
或解释各种基础地质、地球化学和地球物理资料,对
复杂的地质环境中矿床形成的全过程,在时间上和空
间上联系起来,形成一个完整的概念,建立一套特定
地质环境中特定类型矿床的识别标志,作为实际勘查
过程的指导原则。
矿床模型理论对就矿找矿的指导意义在于:矿床
模型能为地质类比和矿床地质研究提供思路,给予启
迪,帮助勘查人员把注意力集中在靶区内与矿床有联
系的关键性地质特征上;矿床模型集中归纳了复杂的
地质现象,在具体勘查过程中,使地质人员明白在探
寻矿床的哪个部位,还能使研究人员指明典型矿床研
究工作中缺少哪几部分有关内容;模型提供有关成矿
作用的完整概念,有助于研究整个成矿环境并区分成
矿环境和非成矿环境,发展区域成矿学和矿床学理
论,为成矿预测提供地质理论依据;模型帮助领导人
员增进对勘查项目的了解程度,洞察全局,把握重点,
制定合理的勘查战略和最佳勘查技术方法组合,是提
高勘查效益的决策依据。
2. 4 矿床分布的丛聚性理论
矿床丛聚性理论是指矿床在空间的分布上往往
在一定范围内集中出现,构成矿化集中区或特定的成
矿区域。是指在一个不太大的范围内,某些矿产或矿
产组合物别丰富,形成具有一套固定的标型矿产或矿
床组合,有人称之为“大型矿集区”。国内外这种矿化
集中区实例很多,如胶东半岛的金矿化集中区,东秦
岭Mo、Au矿化集中区,长江中下游铜多金属矿化区
南岭钨、锡矿化集中区等[5]。
成矿区带内已知矿床、矿点的外围或深部是寻找
同类或同一成矿系列的有利部位。许多矿区的勘查
史都表明,矿床往往是成群出现的,在一定的范围内
会集中多个矿床或矿体。例如,在加拿大诺兰达矿区
已发现19个有经济价值的矿床中,有16个位于以霍
恩矿床和奎蒙特矿床为圆心、半径16km的圆内,而8
个矿位于以上述两矿床为圆心、半径为8km的圆内,
最远的两个矿床距圆心34km。
2. 5 构造等距性分布理论
所谓构造等距性分布,是指矿体、矿床、矿田、矿
带等在空间分布上大致以相等的距离有规律地出现,
这种等距性可以表现为直线等距,也可以表现为弧线
等距。成矿作用的等间距分布规律为就矿找矿提供
指导。
成矿带的等距分布是很有特征的,如北半球的6
条巨型纬向构造成矿带,每相邻两条带之间大致保持
相等的距离,间距约为纬度8°左右,在中国境内存在
3条巨型纬向构造成矿带。
在一些矿带、矿田中,同样存在矿床等距性特征,
如海南东方戈枕金矿带,
矿床受控于北东向戈枕断裂带和近等距分布的
东西向构造,尤其在两组构造相交的锐角区出现,致
使矿床具有等距性分布特点,为进一步预测提供了依
据。
2. 6 矿床的带状分布理论
矿床的带状分布是指不同矿种、矿床类型或矿石
物质组成、结构构造、矿物组合等在一定的空间范围
内呈现出有规律的交替变化。矿床带状分布现象普
遍存在,大至全球,小至矿床、矿体甚至微观领域。根
据规模级别,矿床的带状分布可分为全球成矿带、区
域分带、矿区分带和矿体分带[6]。
全球成矿带中最著名的有环太平洋成矿带、特提
斯—喜马拉雅成矿带;区域性成矿带如秦岭地槽褶皱
带等,就矿找矿工作中主要考虑矿床或矿体的分带问
题。
(1)矿床类型的走向分带:如吉林小西南岔斑岩
型铜金矿床,成矿与燕山期中酸性小侵入体有关,矿
床具有明显的分带性,大体可分为3个带:内带,位于
北山段石英闪长岩西侧,Cu、Mo矿化以浸染状为主;
中带,位于北山段石英闪长岩与二叠系角岩“盖层”
或斜长花岗岩接触带, Cu、Au矿化呈细脉浸染状和
复脉状为主;外带,位于南山矿段,Au、Cu矿化以脉
状为主,这种分带特征为区内进一步预测指明了方
向。
(2)矿床类型的垂直分带:在一个矿区(矿带)内
同一矿种不同类型的矿床共存的情况,是就矿找矿的
重要依据,实践证明,无论是对一个成矿区,还是一个
成矿带、一个具体矿山,根据矿床的垂向分带特点,寻
找新的盲矿体有着十分重要的意义[7]。
以在招掖金矿带为例,根据玲珑式石英脉型和焦
家式破碎蚀变岩型金矿,建立了“双段分带”模式,该
模式指出两类金矿是同源、同期、相同地质作用条件
下形成而赋存于不同深度的金矿床类型。二者在垂
向上呈渐变过渡关系,自上而下可分为5种类型,中
间三类为过渡型:缓倾破碎蚀变岩型(焦家式);陡倾
破碎蚀变岩型;细脉密集带型;群脉过渡矿化型;石英
脉矿化类型(玲珑式)。并且在空间分布上,蚀变岩
型一般赋存在0m标高以下,石英脉型一般赋存在
150m标高以上, 0~150m标高是两种矿床类型的过
渡型,可以此标高为参照,在矿带内对矿床的相应矿
化类型进行预测。望儿山金矿床被认为上部是石英
脉型、下部是蚀变岩型垂直分带的典型。蚀变岩型和
石英脉型互为找矿标志,且可指导深部找矿。
近几年来,在郭家岭花岗岩体内发现了界河金
矿,在玲珑花岗岩体内发现了孙家洼金矿,认为是花
岗岩型金矿,其与另外两种类型金矿在成因和赋存空
间上有着密切关系,由此可见,在招掖金矿带金矿类
型变为蚀变岩型—石英脉型—花岗岩型,这不仅为找
矿提供了新思考,可能导致胶东金矿找矿工作再次取
得突破。
小秦岭地区同样存在矿化垂直分带的特征。根
据该地区金矿体形态、矿化类型、矿物组合、围岩蚀变
和矿床地球化学特征,可将小秦岭地区金矿化分做三
段:上段(2 000~1 500m)为多金属硫化物-石英脉
型金矿化,中段(1 500~800m)为黄铁矿-石英脉型
金矿化,下段(800~0m)为少黄铁矿-石英脉型金矿
化。由此作出了如下结论:上部矿化地段(2 000~
1 500m),是指正在勘查和开采的范围,以多金属硫
化物-石英脉型金矿化为主;中、下部矿化地段
(1 500~800m , 800~0m),是预测深部矿化赋存的
可能范围。最近,杨砦峪金矿深部钻孔在标高900m,
发现自然金-黄铁矿-石英脉型金矿化;寺范金矿钻
孔在标高690m处发现金矿脉;大湖峪、竹峪两个矿
山在500m标高处发现盲矿体,属少黄铁矿-石英脉
型金矿化。证实该分带规律的存在,同时也为后续找
矿工作指明了方向。
2. 7 矿体侧伏理论
矿体的侧伏是指矿体随倾斜移动,其最大延伸轴
逐渐偏离倾向线,与矿体走向线(矿体最大延长线)
间出现夹角———侧伏角,此现象称矿体的侧伏,脉状
矿体与透镜状矿体常出现这种现象。矿体侧伏特征
的研究,主要是尖灭再现、尖灭侧现规律的研究,是指
导矿山就矿找矿,进行深部矿体预测的重要准则。
以灵山沟金矿为例。两条主矿脉5号脉和1号
脉具有明显的向东北侧伏现象,并由地表向深部侧伏
角变缓。基于对这一构造控矿规律的认识,对上部矿
体形态、产状,特别是对矿体侧伏角作了系统分析,根
据两个矿脉的侧伏方向和角度,提出了深部探矿工程
布置方案,查明1号、5号矿脉在深部侧伏角变缓处
形成第二富集带,同时在其两翼也发现了新矿体,新
增金属量7. 8t。根据金矿体的侧伏再现规律,有关单
位相继在望儿山矿床的深部,获得了明显的找矿效
果。
3 结 语
经过国内外众多学者的努力探索,在就矿找矿理
论研究方面已取得明显进展,积累了许多成功的范
例,但在勘查工程验证前,对隐伏矿体的确切形态、位
置和矿化强度的认识仍然不清楚,表明隐伏矿体定位
预测研究仍然是项大风险、高难度和复杂的科学系统
工程。如何做好矿山预测工作,找矿理论是基础,找
矿方法技术的突破关键。进行多学科联合、不同找矿
预测理论相互渗透,同时引入新的技术方法和手段,
从四维空间角度进行隐伏矿体定位、定量预测,是今
后就矿找矿工作的主要攻关方向。
[参考文献]
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采矿工程主要研究学习矿床开采的理论和方法，发展矿业新技术。下面是我带来的关于采矿工程论文题目参考的内容，欢迎阅读参考!
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地形
贵州省地形图
贵州地貌属于中国西南部高原山地，境内地势西高东低，自中部向北、东、南三面倾斜，平均海拔在1100米左右。贵州高原山地居多，素有“八山一水一分田”之说。
全省地貌可概括分为：高原、山地、丘陵和盆地四种基本类型，其中92.5%的面积为山地和丘陵。境内山脉众多，重峦叠嶂，绵延纵横，山高谷深。北部有大娄山，自西向东北斜贯北境，川黔要隘娄山关高1444米；中南部苗岭横亘，主峰雷公山高2178米；东北境有武陵山，由湘蜿蜒入黔，主峰梵净山高2572米；西部高耸乌蒙山，属此山脉的赫章县珠市乡韭菜坪海拔2900.6米，为贵州境内最高点。
而黔东南州的黎平县地坪乡水口河出省界处，海拔为147.8米，为境内最低点。贵州岩溶地貌发育非常典型。喀斯特地貌面积109084平方千米，占全省国土总面积的61.9%，境内岩溶分布范围广泛，形态类型齐全，地域分布明显，构成一种特殊的岩溶生态系统。[5]
气候
贵州兴义万峰林
贵州的气候温暖湿润，属亚热带湿润季风气候。气温变化小，冬暖夏凉，气候宜人。2002年，省会贵阳市年平均气温为14.8℃，比上年提高0.3℃。从全省看，通常最冷月（1月）平均气温多在3℃～6℃，比同纬度其他地区高；最热月（7月）平均气温一般是22℃～25℃，为典型夏凉地区。降水较多，雨季明显，阴天多，日照少。
2002年，9个市州地所在城市中，降水量最多是兴义市，为1480毫米；最少的是毕节市，为687.9毫米。受季风影响降水多集中于夏季。境内各地阴天日数一般超过150天，常年相对湿度在70%以上。
受大气环流及地形等影响，贵州气候呈多样性，“一山分四季，十里不同天”。另外，气候不稳定，灾害性天气种类较多，干旱、秋风、凌冻、冰雹等频度大，对农业生产危害严重。[5]
水文
河谷 (16张)
贵州河流处在长江和珠江两大水系上游交错地带，有69个县属长江防护林保护区范围，是长江、珠江上游地区的重要生态屏障。全省水系顺地势由西部、中部向北、东、南三面分流。
苗岭是长江和珠江两流域的分水岭，以北属长江流域，流域面积115747平方千米，占全省国土面积的66.1%，主要河流有乌江、赤水河、清水江、洪州河、舞阳河、锦江、松桃河、松坎河、牛栏江、横江等。苗岭以南属珠江流域，流域面积60420平方千米，占全省国土面积的百分之35.0，主要河流有南盘江、北盘江、红水河、都柳江、打狗河等。[6]
自然资源
编辑
矿产
贵州喀斯特地貌 (11张)
贵州矿产资源丰富，是著名的矿产资源大省。截至2002年底，贵州省已发现矿产110多种，其中有76种探明了储量，有多种保有储量排在全国前列，排在第一位的有汞、重晶石、化肥用砂岩、冶金用砂岩、饰面用辉绿岩、砖瓦用砂岩等，排在第二位的有磷、铝土矿、稀土等；排在第三位的有镁、锰、镓等；此外，煤、锑、金、硫铁矿等在国内占有重要地位。煤炭储量大，煤种齐全、煤质优良，素有“江南煤海”之称，2002年末保有储量为492.27亿吨；铝土矿保有储量为4.24亿吨；磷矿储量26.95亿吨，占全国总量的40%以上；重晶石储量为全国的三分之一；金矿储量居全国第十二位，是中国新崛起的黄金生产基地。[6]
贵州以“西南煤海”著称，煤炭资源储量达497.28亿吨，居全中国第五位，超过南方12省（区、市）煤炭资源储量的总和。煤炭不仅储量大，且煤种齐全、煤质优良，为发展火电，实施“西电东送”奠定了坚实的基础，同时为煤化工、实施“煤变油”工程提供了资源条件。
能源
兴义万峰湖
贵州河流数量较多，长度在10千米以上的河流有984条。
2002年贵州省河川径流量达到1145.2亿立方米。贵州河流的山区性特征明显，大多数的河流上游，河谷开阔，水流平缓，水量小；中游河谷束放相间，水流湍急；下游河谷深切狭窄，水量大，水力资源丰富。水能资源蕴藏量为1874.5万千瓦，居全中国第六位，其中可开发量达1683.3万千瓦，占中国总量的4.4%，水位落差集中的河段多，开发条件优越。
土地
贵州省土地资源以山地、丘陵为主，平原较少。山地面积为108740平方千米，占贵州省土地总面积的61.7%，丘陵面积为54197平方千米，占贵州省土地总面积的31.1%；山间平坝区面积为13230平方千米，仅占贵州省土地总面积的7.5%。可用于农业开发的土地资源不多，由于人口增多，非农业用地增多，耕地面积不断缩小。2002年底，贵州省实有耕地面积176.94万公顷，比2001年减少6.29万公顷，人均耕地面积不到0.05公顷，远低于全中国平均水平。土层厚、肥力高、水利条件好的耕地所占比重低。
生物
贵州省有野生动物资源1000余种，其中黔金丝猴、黑叶猴、华南虎、云豹、豹、白颧、黑鹤、黑颈鹤、中华秋沙鸭、金雕、白肩雕、白尾海雕、白头鹤、蟒等14种列为国家一级保护动物，占全国同类动物总数的13%；国家二级保护动物有69种，主要有：穿山甲、黑熊、水獭、大灵猫、小灵猫、林麝、红腹雨雉、白冠长尾雉、红腹锦鸡等，占全国同类动物总数的25.7%。
黔金丝猴
贵州省森林覆盖率达50%，活立木总蓄积量达2.1亿立方米；有70种珍稀植物列入国家珍稀濒危保护植物名录，银杉、珙桐、秃杉、桫椤等4种属国家一级保护植物，占全国同类植物总数的50%；二级保护植物27种，占全国同类植物总数的18.9%；三级保护植物39种，占全国同类植物总数的19.2%。全省有野生植物资源3800余种，其中药用植物资源有3700余种，占全国中草药品种的80%，是全国四大中药材产区之一。
在国内外具有一定影响，品质优良的珍稀名贵植物有珠子参、三尖杉、扇蕨、冬虫夏草、鸡枞、艾纳香（天然冰片）等6种。此外，天麻、石斛、杜仲、厚朴、吴萸、黄柏、党参、何首乌、胆草、天冬、银花、桔梗、五倍子、半夏、雷丸、南沙参、冰球子、黄精、灵芝、艾粉等有地道药材之美称。
野生经济植物资源中，工业用植物约600余种，以纤维、鞣料、芳香油、油脂植物资源为主；食用植物约500余种，以维生素、蛋白质、淀粉、油脂植物为主；可供绿化、美化环境及有观赏价值的园林植物约200余种；具有抗污能力的环保植物40余种。贵州农作物植物品种丰富，栽培的粮食作物、油料作物、纤维植物和其他经济作物近600个品种。粮食作物以水稻、玉米、小麦、薯类为主，经济作物以烤烟、油菜籽为主要品种。经济林木主要有油桐、油茶、乌桕、漆树、核桃等，“大方生漆”、“六马桐油”为贵州名优土特产品。全省饲养的主要畜品种有30多种，优良牧草资源2500余种，发展畜牧业具有良好条件。[5]
2014年，全省共有林业系统省级以上自然保护区13个，其中国家级7个，省级6个。
